Bir bilgisayarı sıvı metal üzerinde sıvı soğutma? [kapalı]

Su / soğutucu yerine özel bir soğutma döngüsüne çok miktarda sıvı metal koyarsanız ne olur? Hangi zorluklarla karşılaşırsınız? Bunu yapmanın bir yararı olur mu?

BONUS: Ya standart plastik / cam tüplerin yerine bakır tüpler kullandıysanız ve bakır tüplerin içine sıvı metal pompaladığınızda? Ve ayrıca bakır bir CPU bloğu kullandı?

Keltari'nin cevabındaki her şey doğru, sadece başka önemli bilgilerle genişletmek istiyorum:

Isıyı "aktarmak" istediğinizde, 2 ana değerle uğraşmanız gerekir: Isı iletkenliği ve ısı kapasitesi. Birincisi, ısıyı sıcak yüzeyden almak ve ısıyı soğuk yüzeye vermek gibi kolayca ve / veya diğer malzemeden ısıyı vermektir. İkincisi, ne kadar enerji depolayabildiğidir.

Sıvı metallerin ısı iletkenliği katı olanlara göre çok düşüktür. Saf, katı, alüminyum yaklaşık 200 W / (m K) termal iletkenliğe sahiptir, saf bakır yaklaşık 390 W / (m K) değerindedir. Öte yandan cıva, yaklaşık 8.5 W / (m K) değerinde ve su için değer yaklaşık 0.6 W / (m K) değerindedir. Bu nedenle sıvı metaller ısı transferi için sudan daha iyidir, ancak katı metallerden çok daha kötüdür.

Isı kapasitesi başka bir parçasıdır. Sıvı su için sıcaklıkta 1 K'lık bir değişiklik (yani 1 ° C veya 2 ° F değişim) 4.187 kJ / kg gerektirirken, cıva için aynı değişiklik 0.125 kJ / kg'dır, bu da CPU yüzeyinden aynı ısının 32 kez meydana geldiği anlamına gelir cıvada daha büyük sıcaklık değişimi!

Basitçe düşünürsek, 14 kat daha iyi iletkenlik ve 32 kat daha kötü ısı kapasitesi, su soğutmayla ilgili% 50 daha kötü toplamdır ve toksisite veya kısa devre faktörleri gibi diğer tehlikeli faktörleri dikkate almaz. (Bu hesaplama uygun değil, çünkü bu sıcaklıkların geçerli sıcaklık, basınç ve buna bağlı olarak transfer sırasında yan dağılımı gibi diğer pek çok parametre var.)

Yüzeyde bu iyi bir fikir gibi görünse de, gerçekte, bu çok kötü bir fikir.

Oda sıcaklığında sıvı olan iki metal (alaşımlar dahil değil) vardır: Civa ve galyum.

İlk olarak, cıva son derece toksiktir ve sadece uzmanlar tarafından kullanılmalıdır.

Galyum alüminyum ve çeliği aşındırır , bu da soğutucunun ısıyı batırmak için sürekli olarak geçtiği şeydir. Sonunda bir sonraki soruna yol açacak olan eklemleri ve ısı emicilerini yok edecektir.

Civa ve galyum elektrik iletkenleridir. İki sıvının herhangi biri elektronik parçalara sızdırıyorsa, kısa devre yapabilir ve hatta elektronik parçalara zarar verebilir. Ve yine, cıva oldukça toksiktir. Bu tek başına onları kullanmamak için bir nedendir.

Civa ve galyum, ısı nedeniyle yüksek bir hacimsel genişleme oranına sahiptir. Yüksek ısı altında, büyük ölçüde genişleyebilirler ve basınç, soğutma hatlarını tahrip eder.

Galyum kendisinin oda sıcaklığında bir sıvı değildir . Erime noktası 85.58 ° F (29.76 ° C) 'dir, ki bu PC'nin kapatıldığı ve tamamen soğuduğu için galyum katılaşır. Elbette bu, sıvı akmayacağı için sorunlara neden olabilir.

Bazı düşüncelerde düzenleme:

Civa çok çok ağır. Bir litre cıva, 30 kilonun (13.5 kilogram) altındaki bir kıl ağırlığındadır. Bir litre galyum 13.02 pound (6 kilogram) ağırlığındadır. Bu sıvının etrafta hareket etmesi büyük bir pompa gerektiriyor. Tek başına ağırlık PCB'lerin bükülmesine veya kırılmasına neden olabilir.

Sıvı metal CPU soğutucuları zaten var:

http://www.guru3d.com/articles-pages/danamics-lmx-superleggera-review,1.html

Bu, NaK'yı kullanır: ötektik bir sodyum ve potasyum alaşımı, hava, su ve hemen hemen her şeyle korkutucu şekilde reaktif olan:

https://en.wikipedia.org/wiki/Sodium-potassium_alloy

Aynı alaşım nükleer enerji endüstrisinde soğutma için kullanılır.

Bunu yapmanın bir yararı olur mu?

Hayır. WC devresi sıcaklık gradyanında çalışan merkezi ısıtma devreniz değildir. Tipik ve uygun boyutta bir WC halkasında, soğutucu akışkan, tüm elemanların (bloklar ve radyatör) neredeyse aynı sıcaklıkta olacağı kadar hızlı dolaştırılır. Bu, daha iyi soğutucunun fazla değişmeyeceği ve tüm döngünün radyatör performansı ile sınırlandığı anlamına gelir. Öyle olsa bile, Nat'un söylediği gibi, soğutucu madde ile ısı transferi [ısı kapasitesi] * [akış hızı] 'dır. Bu nedenle, her şeyi bir sıvı metal soğutucu için sıfırdan tasarlamak yerine, pompayı Laing E serisinden bir şeyle (ve sürtünmeyi düşük tutmak için hortumu daha büyük hale getirin) ne kadar kolay hale getirdiğini zorlaştırmak zor.

Nükleer endüstrilerde bile, sıvı metal, sadece sudan daha fazla ısı kapasitesine sahip olduğu için değil, aynı zamanda su, hızlı nötron reaktörleri için (USS Seawolf'teki gibi) tamamen işe yaramaz hale getiren nötron düzenleyici özelliklere sahip olduğu için kullanılır.

BONUS: Ya standart plastik / cam tüplerin yerine bakır tüpler kullandıysanız ve bakır tüplerin içine sıvı metal pompaladığınızda?

Hiçbir şey değil. Bir bakır boru boyunca ısı transferinin hızı, içindeki hareketli soğutucu yoluyla ısı transferinin hızına kıyasla önemsizdir. Tıpkı ısı borularında olduğu gibi. Isıyı içeri ve dışarı hareket ettirmek için bakırdırlar. Uzunlamasına, ısı buhar tarafından taşınır - bu yüzden delindiğinde ısı borusu bir işe yaramaz hale gelir.

Ve ayrıca bakır bir CPU bloğu kullandı?

Çoğu zaten bakır. Bu açık değilse, çünkü bunlar nikel kaplamalıdır.

WC performansında ciddi bir gelişme istiyorsanız, radyatörü pencereden dışarı çıkacak şekilde soğuk bir yere taşıyın. 16 ° C stres kış aylarında kolayca yapılabilir:) Radyatörü diğer bileşenlerle aynı hava akışında tutmak WC'nin en büyük avantajını geçersiz kılar: ısıyı uzaklara taşımak.

Bu tür şeyler oldukça tehlikeye açık olabilir ve evde çalışan biri için büyük bir güvenlik sorunu gibi görünmektedir. Yani, cidden, bu yanıt varsayımsaldır - evde bunlardan hiçbirini denemeyin, vb.

@ uDev'in cevabı , öncelikle iki şeyden endişe edeceğiniz konusunda doğrudur:

1. ısıl iletkenlik : Isıl enerji (ısı) madde içinde ne kadar hızlı hareket ederse.

2. ısı kapasitesi : Bir maddenin ne kadar termal enerji (ısı) tutabileceği (bu durumda, artık absorbe etmek için çok sıcak olan).

Su genellikle çok iyi bir soğutma sıvısıdır çünkü oldukça yüksek bir ısı kapasitesine sahiptir. Bu, onu ısıtmak için nispeten büyük miktarda ısı alır.

Bununla birlikte, bazı cevapların bu durumda ısı kapasitesinin ne kadar önemli olduğunu abarttığını düşünüyorum. Mesele şu ki, biz sadece bir miktar soğutma sıvısını ısıtmıyoruz; bunun yerine, soğutucu akışkan sürekli akıyor, öyle ki temelde bizim

• [ısı kapasitesi] * [akış hızı].

Dolayısıyla, daha düşük bir ısı kapasitesine sahip bir soğutucu seçilirse, soğutucu akışkanın akış hızının sorunlu hale geldiği ya da akışkanın basıncının mekanik olduğu durumlarda, soğutma sıvısı akış hızını, makul bir sınırın üstüne çıkararak, telafi edilebilir. hasar.

Bu nedenle, evet , prensip olarak, bir sıvı metalin daha yüksek termal iletkenliği bazı tasarımlarda yardımcı olabilir.

Pratik bir sınırlama, soğutma döngüsünün soğutma mekanizmasında yalnızca bir termal direnç kaynağı sağlamasıdır. Dolayısıyla, çok düşük etkili bir termal dirence sahip olacak şekilde optimize edilmiş olsa bile, genel sistemin termal direnci, CPU'nun ve üzerindeki ısı eşanjörünün termal direnci ile desteklenmeye devam edebilir.